Schaltungsbeispiel Einfacher selbsthaltender Watchdog-Timer

Watchdog-Bausteine überwachen die Funktion anderer elektronischer Komponenten. Dies geschieht, indem zu überwachende Komponenten regelmäßig ein Signal an den Watchdog senden. Fällt eine Komponente aus, bleibt auch dieses Signal aus und der Watchdog generiert in der Regel einen kurzen Reset-Impuls. Dieses Schaltungsbeispiel zeigt, wie man mit einem solchen Baustein ein dauerhaftes Reset-Signal erzeugen kann.

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Die meisten Watchdog-Timer erzeugen einen einzelnen, zeitbegrenzten Ausgangsimpuls, sobald die Watchdog-Zeit (watchdog timeout) überschritten wird. Dies ist ausreichend, um einen Reset oder Interrupt in einem Mikroprozessor auszulösen; allerdings benötigen manche Anwendungen ein dauerhaftes Ausgangssignal als Fehlerindikator. Im Bild ist einfache Schaltung zu sehen, die genau diesen Zweck erfüllt. Basierend auf einem µP-Supervisor/Watchdog IC kann man damit einen Lüfter, einen Oszillator oder die Software-Ausführung eines Mikroprozessors überwachen.

Während des Einschaltvorganges bleibt /RESET so lange „Low“, bis sich VCC stabilisiert hat und die Reset Verzögerungszeit (Reset Time-out Delay) abgelaufen ist. Die Kapazität C wird über R geladen. Sobald die Gate-Spannung am FET dessen Schaltschwelle (VTH) überschreitet, schaltet dieser durch und hält damit den /RESET Ausgang dauerhaft „Low“. Um ein fehlerhaftes Auslösen zu vermeiden, sollte die Verzögerung des RC-Glieds deutlich über der des Reset Time-outs liegen.

Der Watchdog Eingang (WDI, Pin 6) muss innerhalb einer durch CSWT einstellbaren Zeit getriggert werden. Wenn dies nicht geschieht, geht der /RESET Ausgang „Low“, schaltet die LED ein und zieht auch den RESET-Eingang auf Null, was eine Selbsthaltung bedeutet. Die Schaltung bleibt so lange in diesem Zustand, bis die Versorgungsspannung aus und wieder eingeschalten oder der Taster gedrückt wird. Beides sperrt den FET und ermöglicht es, den RESET IN wieder auf „High“ zu ziehen.

Zum Überwachen eines Lüfters mit Open Drain Tachometer-Ausgang fügt man einen 10 kW Pullup Widerstand von WDI nach VCC ein und verbindet das Tachometer-Signal mit WDI. Da ein Lüfter eine gewisse Anlaufzeit benötigt, muss der Watchdog für ein kurzes Zeitintervall deaktiviert werden. Dies kann man durch die Kapazität C2 am RESET-Eingang (Pin 1) erreichen. Dieses Intervall muss kürzer sein, als die zuvor beschriebene RC-Zeit, damit /RESET nicht frühzeitig ausgelöst wird.

Die maximal zulässige Watchdog-Zeit (tWD, watchdog timeout period) für diesen Lüfter-Monitor stellt man mit CSWT ein: tWD = 5,06 × 106 × CSWT, wobei tWD in s und CSWT in F angegeben wird. Fällt die Drehzahl des Lüfters unter diesen Schwellenwert, geht der /RESET Ausgang auf Null und behält diesen Pegel bei.

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